Motor de relutância chaveada

Configuração não salva
  • Desligar
    Sentido horário · Visualização do final da unidade
  • Fase magnetizando
  • Fase desmagnetizando
  • Arraste para girar

Parâmetros

Desligado

0,0 / 15 é

Configuração de polos, potência nominal e tensão do barramento CC para a qual a máquina foi projetada

Editável

Oito polos de estator e seis de rotor: quatro fases e 24 passos por volta. Mais passos e fases sobrepostas suavizam o torque, ao custo de mais braços no conversor.

Deduzido da placa: torque nominal 4,77 N·m, corrente nominal de fase 30,2 A, indutância de 1,7 mH desalinhada a 10 mH alinhada.

Modelo educacional · Não é para dimensionamento industrial

Valores do motor ativo

Velocidade do rotor0rpm
Velocidade do rotor0rpm
Controle de corrente—
Corrente de fase0A
Corrente de fase de pico0A
Torque médio0Nm
Ondulação de torque—
Parcela de torque negativo—
Frequência de comutação0Hz
Corrente do barramento CC0A
Potência de saída0W
Rendimento0%

Gráficos

Um ciclo elétrico de uma fase

Torque em função da velocidade com esta referência de corrente

Estator e rotor têm polos salientes, e o rotor não leva ímãs nem enrolamentos. Um conversor energiza uma fase após a outra à medida que um polo do rotor se aproxima do alinhamento. Mova os ângulos de ligação e desligamento para ver o pulso de corrente, a ondulação de torque e o torque negativo de um desligamento tardio.

O que é um motor de relutância chaveada?

Princípio de funcionamento

Um motor de relutância chaveada (SRM) tem polos salientes tanto no estator quanto no rotor. O estator leva bobinas concentradas simples; o rotor é só aço empilhado, sem ímãs, sem gaiola e sem enrolamentos. Quando uma fase do estator é energizada, os polos do rotor mais próximos são puxados para se alinhar com ela e encurtar o caminho magnético, e essa atração é o torque. Depois as fases são energizadas uma após a outra, e o rotor segue perseguindo o par de polos ativo.

Torque e indutância

O torque de uma fase é T = ½·i²·dL/dθ. Ele é positivo enquanto a indutância da fase cresce, quando um polo do rotor se aproxima do polo do estator, e negativo enquanto ela cai. Como a corrente está ao quadrado, o sentido do torque não depende do sentido da corrente, e cada fase precisa apenas de corrente unipolar. Por isso o conversor pode ser uma meia ponte assimétrica com duas chaves e dois diodos por fase, que nunca coloca o barramento CC em curto.

Ângulos de ligação e desligamento

O conversor aplica +V a uma fase do ângulo de ligação ao de desligamento e depois −V até a corrente voltar a zero. Em baixa velocidade a corrente sobe rápido e é cortada para manter uma referência. Em alta velocidade há pouco tempo, a corrente não chega à referência e sobra um pulso único, de modo que o torque cai aproximadamente com o quadrado da velocidade. Um desligamento tardio deixa corrente onde a indutância diminui e freia o rotor.

Ondulação de torque e aplicações

O torque chega em pulsos, um por passo, então a ondulação é grande, assim como a vibração e o ruído acústico. Uma máquina 8/6 de quatro fases sobrepõe seus passos e funciona com mais suavidade que uma 6/4 de três. Em troca, o rotor é barato e robusto, aguenta temperaturas e velocidades muito altas, e a falha de uma fase não para a máquina. É usado em aspiradores, máquinas têxteis, starter-geradores de aeronaves e tração.

Perguntas frequentes

Por que um motor de relutância chaveada não precisa de ímãs?
O rotor é puxado para qualquer polo do estator energizado porque o fluxo magnético segue o caminho de menor relutância, então não é preciso campo no rotor. O torque segue ½·i²·dL/dθ e não depende do sinal da corrente. No simulador, o gráfico do ciclo mostra o torque aparecendo só enquanto a indutância cresce.
Por que a ondulação de torque de um SRM é tão grande?
Cada fase dá um pulso de torque em apenas parte do passo polar do rotor, e o pulso acompanha a corrente enquanto sobe e decai. Quando os pulsos de fases vizinhas se sobrepõem mal, o torque total cai entre eles. Passe de 6/4 para 8/6 e compare a curva de torque: a ondulação diminui porque mais fases dividem cada passo.
O que acontece se a fase for desligada tarde demais?
A corrente não cai instantaneamente: ela decai sob −V enquanto os polos se aproximam do alinhamento. Se ainda circula depois do alinhamento, a indutância está caindo, e a mesma corrente produz torque negativo que freia o rotor e desperdiça energia. Mova o ângulo de desligamento para 0° e além, e observe a parcela de torque negativo e o rendimento.